[發(fā)明專利]吸能小變形的貨車車架

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110418638.3
• 申請(qǐng)日: 2011-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN102514629A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳永海;王鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淮陰工學(xué)院
• 主分類號(hào): B62D21/15
• 分類號(hào): B62D21/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及梯形貨車車架，它是對(duì)貨車車架的改進(jìn)，屬于汽車部件的設(shè)計(jì)加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

貨車在國家建設(shè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用，但貨車的交通安全形勢(shì)不容樂觀。目前，在汽車安全領(lǐng)域，人們非常關(guān)注轎車，各國政府在治理汽車安全時(shí)，制定相關(guān)的汽車安全法規(guī)主要都是針對(duì)轎車。在汽車安全法規(guī)的約束下，轎車的安全車身、乘員約束系統(tǒng)(安全帶、安全氣囊)技術(shù)得以迅速發(fā)展，其被動(dòng)安全性能已達(dá)到很高的水平。近年來，交通事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，貨車司機(jī)在交通事故中死亡和重傷的比例逐漸升高。如何有效促進(jìn)貨車安全技術(shù)的研發(fā)，提升貨車安全品質(zhì)，降低貨車事故造成的死亡率，成為全社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問題，也是我國道路交通安全中的重要問題之一。本發(fā)明專利采用剪切破壞吸能技術(shù)，其基本思想就是利用了金屬材料在被剪切破壞時(shí)需耗能的原理來有效地吸收碰撞沖擊能量，減小貨車車架縱橫梁的變形，進(jìn)而減小車頭駕駛室的變形，保護(hù)駕駛員的生命安全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明專利涉及梯形貨車車架，它由左、右縱梁1、若干根橫梁2、左、右斜撐梁3、支承軌道4、后固定塊5、螺紋套筒6、沖擊滑塊7、導(dǎo)桿8和圓柱銷9組成。安裝于車架的前端和后端。其中螺紋套筒6、沖擊滑塊7和導(dǎo)桿8組成螺紋吸能部件。螺紋套筒6的內(nèi)部加工有梯形內(nèi)螺紋，其材料為灰鑄鐵HT300。導(dǎo)桿8使用合金鋼制造，材料為16Mn鋼。螺紋套筒6材料的強(qiáng)度最低，低于車架材料Q235的強(qiáng)度，導(dǎo)桿8材料的強(qiáng)度最高，這樣配合使用可以使碰撞發(fā)生時(shí)，螺紋吸能部件先于車架發(fā)生破壞，盡可能的吸收碰撞能量。左、右斜撐梁3的一側(cè)固定，另一側(cè)可移動(dòng)，其固定側(cè)焊接在車架的前端部，移動(dòng)側(cè)加工有半圓柱體結(jié)構(gòu)，且沿圓柱體軸向中間處開一立體槽，在該處與沖擊滑塊7采用圓柱銷9連接相連。沖擊滑塊7的前側(cè)有半圓柱體結(jié)構(gòu)，其表面上有一個(gè)同軸通孔，與左、右斜撐梁3對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)相連，沖擊滑塊7的底部左、右兩側(cè)加工有滑槽，可在支承軌道4內(nèi)滑動(dòng)。

當(dāng)碰撞載荷作用在車架前端導(dǎo)致其變形時(shí)，左、右斜撐梁3推動(dòng)沖擊滑塊7撞擊導(dǎo)桿8，預(yù)壓緊的導(dǎo)桿8凸緣對(duì)螺紋套管6中的內(nèi)螺紋圈實(shí)施剪切，軸向推進(jìn)。如果軸向力大于被剪切內(nèi)螺紋的剪切力及導(dǎo)桿8凸緣與內(nèi)螺紋剪切面之間的摩擦力之和，便一直推進(jìn)剪切，直至力平衡。在剪切力和摩擦力的共同作用下，碰撞的能量被逐漸吸收消耗。在材料的塑性變形與剪切破壞中，剪切破壞所需的能量大于變形所需的能量。本發(fā)明專利利用了金屬材料在被剪切破壞時(shí)需耗能的原理。螺紋吸能部件在剪切過程中，由于螺紋圈是連續(xù)的，導(dǎo)致整個(gè)碰撞過程是連續(xù)的。當(dāng)沖擊滑塊7高速撞擊導(dǎo)桿8并沖擊螺紋套筒6內(nèi)的螺紋圈時(shí)，螺紋圈的內(nèi)螺紋牙在切向力作用下發(fā)生剪切變形并被剪切脫離，在此過程中螺紋套筒6內(nèi)的螺紋圈剪切變形和脫離吸收了導(dǎo)桿8的大部分動(dòng)能，并且對(duì)導(dǎo)桿8進(jìn)行緩沖減速。因?yàn)閷?dǎo)桿8每圈所剪切的螺紋橫向面積相同，所以導(dǎo)桿8對(duì)螺紋套筒6內(nèi)的螺紋剪切力相同，因而導(dǎo)桿的減速度為定值。根據(jù)牛頓定律，可知作用在汽車質(zhì)心處的減速度值也近似為常值，故碰撞過程是平穩(wěn)的，減輕了多次碰撞給乘員造成的傷害。

附圖說明

圖1為本發(fā)明專利的車架圖；

圖2為本發(fā)明專利的車架局部圖；

圖3為沖擊滑塊圖；

圖4為螺紋套筒局部圖；

圖5為導(dǎo)桿圖；

圖6為支承軌道圖；

圖7為斜撐梁圖。

具體實(shí)施方式

下面通過附圖及實(shí)施例來進(jìn)一步闡述本發(fā)明專利的內(nèi)容：

附圖所表現(xiàn)的實(shí)施例是一種梯形貨車車架，它由左、右縱梁1、若干根橫梁2通過鉚接或栓接組成。左、右斜撐梁3的一側(cè)通過焊接固定于車架的前端部，另一側(cè)加工有半圓柱體結(jié)構(gòu)，且沿圓柱體軸向中間處開一立體槽，在該處與沖擊滑塊7采用圓柱銷9進(jìn)行連接，該側(cè)可隨沖擊滑塊7沿支承軌道4滑動(dòng)。沖擊滑塊7的前側(cè)有半圓柱體中空結(jié)構(gòu)，與左、右斜撐梁3對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)相連，沖擊滑塊7的底部左、右兩側(cè)加工有滑槽，可沿支承軌道4滑動(dòng)。螺紋套筒6的截面為C型，底部中空，內(nèi)部加工有內(nèi)螺紋，使用梯形螺紋Tr40*2.5。螺紋套筒6的后側(cè)由后固定塊5進(jìn)行支撐，阻止螺紋套筒6沿左、右縱梁1的軸向向后運(yùn)動(dòng)。后固定塊5通過焊接方式連接在左、右縱梁1的C形槽內(nèi)部。導(dǎo)桿8安裝在螺紋套筒6的前側(cè)，導(dǎo)桿8的凸緣頂在螺紋套筒6的螺紋處。當(dāng)碰撞載荷作用在車架前端導(dǎo)致其變形時(shí)，左、右斜撐梁3推動(dòng)沖擊滑塊7撞擊導(dǎo)桿8，導(dǎo)桿8凸緣對(duì)螺紋套管6中的內(nèi)螺紋牙實(shí)施剪切，沿導(dǎo)桿8軸向推進(jìn)，在剪切力和摩擦力的共同作用下，碰撞的能量被逐漸吸收消耗，減小貨車車架縱橫梁的變形，進(jìn)而減小車頭駕駛室的變形。螺紋套筒6的材料為灰鑄鐵HT300，導(dǎo)桿8使用合金鋼制造，材料為16Mn鋼，車架材料為Q235。由于螺紋套筒6材料的強(qiáng)度最低，低于車架材料的強(qiáng)度，導(dǎo)桿8材料的強(qiáng)度最高，這樣配合使用可以使碰撞發(fā)生時(shí)，螺紋吸能部件先于車架發(fā)生破壞，盡可能的吸收碰撞能量。